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2-1. EPS를 이용한 조류의 자가응집

그림1. EPS의 조성과 결합형태

Extracellular polymeric substances (EPS)는 조류의 성장 및 사멸 life cycle에서 성장환경 조건에 따라 조류가 배출하는 세포 외 고분자물질입니다. 이러한 EPS는 조류가 자가응집하는데 필요한 물질이며, 주로 탄수화물, 단백질 등으로 구성되어 있습니다. EPS가 많이 분출될수록 조류의 자가응집이 더욱 잘 이루어지고 이는 결국 자가응집부상효율에 영향을 미치게 됩니다. 본 연구실에서는 조류를 배양하면서 여러 가지 조건을 부여하여 조류가 EPS를 많이 분출하도록 유도하였으며, 자가응집을 통해 응집제를 주입하지 않고 조류가 부상분리할 수 있음을 확인했습니다.

그림2. 조류의 자가응집을 이용한 부상분리 실험도

2-2. 자가응집기포테일러링

그림3. 기포콜럭터 테일러링 기술 적용 개념도

자가응집기포테일러링 기술은 주로 조류입자의 사멸기에 분출되는 EPS를 이용한 자가응집 조건을 통해 응집제의 주입을 최소화하여 플록을 형성한 조류입자를 나노~마이크로 스케일의 기포로 부상분리 하는 기술입니다. 조류입자와 부착을 유도하는 나노기포와 기포-입자 결합체를 신속하게 부상시키는 마이크로기포를 통해 대량의 조류매스를 신속히 분리할 수 있습니다. 또한, 기포의 주입으로 인해 호소 저층수와 퇴적토에 산소를 공급하여 인의 용출을 차단하고 제어할 수 있습니다.

2-3. 호수 퇴적토의 인 부상분리

그림4. 기포테일러링기술을 이용한 퇴적토의 인 제거 및 거동

기포를 이용한 퇴적토의 인 제거는 호수의 부영양화를 방지하는데 중요하게 작용하는 기술입니다. 수중의 조류를 제거하는 것은 근본적인 해결방법이 될 수 없으므로 퇴적토에서 용출되는 인을 관리하기 위해 퇴적토 입자와 함께 인을 제거하는 것이 조류의 성장을 막고 부영양화를 방지하는데 효과적인 방법입니다. 본 연구실에서는 기포와 소량의 응집제를 같이 퇴적토에 직접 분사하여 퇴적토 입자와 인을 응집시킴과 동시에 수층으로 분리합니다. 이를 통해, 퇴적토에 있는 인을 관리하고 부상과정에서 수층의 인산염인까지 감소시킬 수 있습니다